پایش فرونشست زمین و ارتباط آن با برداشت آب‌های زیرزمینی مطالعه موردی : دشت کرج – شهریار مقاله

قسمت عمده آب‌های شیرین به‌صورت آب زیرزمینی ذخیره‌شده است. برداشت بی‌رویه آب زیرزمینی  به‌واسطه افزایش جمعیت و استخراج آن جهت اهداف کشاورزی ، صنعتی و مصارف خانگی ازجمله مسائلی است که در سال‌های اخیر دشت‌های کشور را در معرض خطر فرونشست قرار داده است. پایش میزان دقیق فرونشست و نیز پرداختن به علت یا علل موجد آن جهت کنترل و مدیریت خطر دارای اهمیت است. این مقاله با استفاده از روش تداخل سنجی راداری با دهانه ترکیبی یا Insar به ارزیابی میزان فرونشست زمین در دشت کرج – شهریار پرداخته است. جهت پردازش تصاویر راداری اخذشده از ماهواره  ان.وی.ست ، از روش دانشگاه استانفورد برای پراکنده سازهای دائمی استفاده گردید. با توجه به اینکه گستره منطقه موردمطالعه در بردارنده مراکز سکونتگاهی شهری و روستایی متعددی است و همچنین پوشش گیاهی(باغات و مزارع)در دشت موردمطالعه وسعت زیادی را به خود اختصاص داده است ، استفاده از روش سنتی نظیر تداخل سنجی تفریقی موجب عدم همبستگی بین تصاویر ، عدم دقت در پردازش‌ها و نادرستی محاسبه میزان دقیق فرونشست می‌گردد. براین اساس و جهت جلوگیری از این خطا، از روش تداخل سنجی با طول خط مبنای کوچک استفاده گردید و اینترفروگرامهایی با طول خط مبنای زمانی و مکانی کوتاه در بازه زمانی 2003 تا 2010 تولید شدند. به کمک سری زمانی خط مبنای کوتاه ، در محیط نرم‌افزاری دوریس  نرخ متوسط سالانه فرونشست با بیشینه مقدار 136 میلی‌متر در سال به دست آمد. با توجه به اینکه علت اصلی فرونشست در این مقاله استخراج بی‌رویه آب زیرزمینی و افت سطح این آب‌ها فرض گردیده است از طریق دو مدل این افت آب اثبات گردید. پردازش داده‌های ماهواره گریس و نیز داده‌های هیدروژئولوژی مربوط به چاه‌ها نشان از افت سطح آب دارد. روند تغییرات طی سال‌های 2002-2012  از طریق داده‌های گریس بین 5+(در سال 2002) تا 15- (سال 2012) سانتی‌متر مکعب را نشان می‌دهد.این روند نزولی از طریق پردازش داده‌های مربوط به چاه‌های پیزومتری و ترسیم هیدروگراف واحد نیز به اثبات می‌رسد. روند نمودار در هیدروگراف واحد، افت میزان 22 متر طی 12 سال (1381 تا 1393) ، را نشان می‌دهد. اگر روند افت سطح آب را طی این سال‌ها برابر بگیریم، به‌طور متوسط سالانه 85/1- متر افت سطح آب در آبخوان زیرزمینی حادث‌شده است.محاسبات انجام‌شده بر روی تعداد ده هزار چاه در سطح دشت مخروطی نیز نشان می‌دهد که سالانه میزان 605 میلیون مترمکعب آب برداشت می‌گردد.

Monitor and detection of displacement field due to changes in land surface are one of the practical and important studies in different topics of the Geological and geomorphical which have a significant role in trends and preventing natural disasters such as earthquake, subsidence and landslide. In the meantime, there are different methods for detection this displacement and geodetic measurement, that among them, Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) with a feature wide spatial coverage, fine spatial and time resolution and high accuracy has become one of the important and significant techniques. Spaceborne SAR Interferometry (InSAR) provides a unique tool for mapping the spatial and temporal evolution of subtle surface displacements and deformation over large areas . In this paper Stamps and Sbas methods are used. Stanford Method for Persistent Scatterers (StaMPS) is a new method for PS analysis that uses spatial correlation of interferogram phase to locate pixels with low-phase variance in all terrains, while no prior knowledge of temporal variations in the deformation rate for their identification is required .The Small Baseline Subset (SBAS) technique is a time series analysis approach, which uses interferograms with small baselines to minimize geometrical decorrelation at the expense of spatial resolution(Osmanoghloo ,2016 :93).Actually the SBAS analysis relies on a subset of interferogram pairs that were created with small temporal (over short time intervals) and geometrical baselines to limit decorrelation noise. A subset of 82 interferogram pairs were formed temporal and geometrical baselines less than 100 days and 1400 m. Radar images during 2003-2010 are processed by doris softwere. Based on this method the maximum land subsidence rate in KARAJ-SHAHRIAR Plain is 136 mm/year. In recent years, rapid population growth coupled with agricultural expansion has tremendously increased pressure on the groundwater resources.Large-increases in water demand with little recharge, have strained the plain groundwater resources resulting in declines in water levels in last decades. Generally, alluvial basins of arid and semiarid zones are the places with excessive groundwater withdrawal(605 million cubic meters/years in karaj-shahriar), and also they have a high potential for land subsidence. Land subsidence due to groundwater extraction has been a common geohazards in many arid countries and districts of the world. In Iran, this is a serious challenge for many regions, particularly in the plains as like karaj - shahriar plain. Given that the main cause of subsidence in this article extraction of underground water and drop in the water level can be assumed. So in this paper, water level changes in aquifer is analysed.The drop was confirmed through two models. GRACE mission data and wells hydrogeology data processing show the The water level is decreasing. The changes during 2002-2012 through Grace data show anomalies between +5 (2002) to -15 (2012) cubic centimeters. This downward trend by processing piezometeric wells also prove to be. Chart trends in unit hydrograph show the 22 meters drop in level water during 12 years (2002 to 2014). It is essential to note that karaj-shahriar aquifer consists of Quaternary sediments. These formations contain fin as silt. When the water gets out of the way, layers of clay and silt density and the subsidence will happen gradually.There are some geomorphic effects on plain.

اين مقاله با اسـتفاده از روش تـداخل سـنجي راداري بـا دهانـه ترکيبي يا Insar به ارزيابي ميزان فرونشست زمين در دشت کرج –شهريار پرداخته است . در ايران مطالعه پديده فرونشست به سبب فراگيري فضايي آن موردتوجه طيف وسيعي از محققان قرارگرفته و در سال هاي اخير از تکنيک هاي رايج ازجمله تداخل سنجي راداري براي تخمين ميزان فرونشست و بررسي علل اين پديده استفاده شده است . (به تصویر صفحه مراجعه شود) شکل ٣: روند ميزان افت آب طي سال هاي ٢٠٠٢ تا ٢٠١٢ جدول شماره ٢ :متوسط تراز سطح آب زيرزميني آبخوان آبرفتي محدوده موردمطالعه {مراجعه شود به فایل جدول الحاقی} شکل ٤:هيدروگراف (تراز)آب زيرزميني بحث و نتيجه در اين مقاله از ميان الگوريتم هاي متعدد به جهت دقت بالا از روش موسوم به "استمپس " ( براي آناليز فاز تصوير در کنار پردازش دامنه تصوير) و تحليل سري زماني به شيوه خط مبناي کوتاه بهره برداري شده است . (به تصویر صفحه مراجعه شود) شکل ٥:پهنه بندي خطر و ميزان فرونشست دشت موردمطالعه با توجه به اينکه استخراج بي رويه آب از آبخوان دشت به عنوان علت اصلي اين پديده فرض شده است ، به محاسبه حجم آب استخراجي (جدول شماره ٣) پرداخته شد . Raspini and et al (2013), Advanced interpretation of land subsidence by validating multi-interferometric SAR data: the case study of the Anthemountas basin (Northern Greece), Natural Hazards and Earth System Sciences. Rucci(2015) , InSAR data for monitoring land subsidence: time tothink big-proc-iahs. L. Gao and et al ,( 2015) , Mapping and characterization of land subsidence in Beijing Plain caused by groundwater pumping using the Small Baseline Subset (SBAS) InSAR technique , doi:10.